中國人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書（2024）

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第一部分產(chǎn)業(yè)篇

第一章人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

第一節(jié)人形機(jī)器人定義與分類

一、人形機(jī)器人的定義

人形機(jī)器人是一種仿生機(jī)器人，指形狀及尺寸與人體相似，能夠模仿人類運動、表情、

互動及動作的機(jī)器人，并具有一定程度的認(rèn)知和決策智能。人形機(jī)器人建立在多學(xué)科基礎(chǔ)之

上，集成人工智能、高端制造、新材料等先進(jìn)技術(shù)，來實現(xiàn)擬人化的功能，環(huán)境適應(yīng)更通用、

任務(wù)操作更多元、人機(jī)交互更親和，是有望成為繼計算機(jī)、智能手機(jī)、新能源汽車后的顛覆

性產(chǎn)品，將深刻變革人類生產(chǎn)生活方式，是一個國家高科技實力和發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

人形機(jī)器人相比其他機(jī)器人，對智能感知、運動控制、智能決策、人機(jī)交互的綜合能力

要求更高。

智能感知方面，需要配備多種傳感器，能夠感知非結(jié)構(gòu)化場景并根據(jù)不同的情況做出相

應(yīng)的反應(yīng)。

運動控制方面，需要人形機(jī)器人具備高度的精確性和靈敏度、良好的穩(wěn)定性和平衡控制

能力，精確地模仿人類的行走、跑步、抓取等動作，實時響應(yīng)各種傳感器的輸入和環(huán)境變化。

智能決策方面，可通過人工智能技術(shù)，根據(jù)環(huán)境、任務(wù)和目標(biāo)等信息，自主地做出最優(yōu)

的決策，以實現(xiàn)自主導(dǎo)航、任務(wù)執(zhí)行、人機(jī)交互等功能，需要高效的算法和強(qiáng)大的計算能力，

以處理大量的信息和數(shù)據(jù)。

人機(jī)交互方面，需要對自然語言進(jìn)行識別與處理，以便機(jī)器人能夠理解用戶的指令、問

題或指導(dǎo)，需要具備情感識別技術(shù)，識別用戶情感狀態(tài)，提供更人性化的互動體驗。

此外，對手勢與動作的識別、多模態(tài)交互等方面也有著較高的要求。

二、人形機(jī)器人的構(gòu)造

人形機(jī)器人通常由環(huán)境感知模塊、決策控制模塊、運動控制模塊、機(jī)械本體模塊等多個

模塊組成，各模塊間協(xié)同工作，以實現(xiàn)人形機(jī)器人的智能運作。

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圖表1人形機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)造及介紹

構(gòu)成部分相關(guān)介紹

包含各類視覺傳感器、音頻傳感器、觸覺傳感器、運動傳感器等，用于

環(huán)境感知模塊

感知環(huán)境，獲取關(guān)于周圍世界的信息。

人形機(jī)器人的“大腦”，通常由控制器、信號處理器、芯片等構(gòu)成，運

決策控制模塊行人形機(jī)器人的軟件程序，實現(xiàn)人形機(jī)器人的決策、規(guī)劃、協(xié)調(diào)、學(xué)習(xí)

等功能。

人形機(jī)器人的“小腦”，是人形機(jī)器人的動力和控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)實現(xiàn)人

運動控制模塊形機(jī)器人的動態(tài)平衡、步態(tài)規(guī)劃、關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)等功能的模塊，它通常由運

動控制器、驅(qū)動器、執(zhí)行器與運動控制算法組成。

是人形機(jī)器人的“機(jī)械肢”、“機(jī)械體”，包含骨架、關(guān)節(jié)、手腳、皮

機(jī)械本體模塊膚等，提供機(jī)器人的基本形狀和支撐結(jié)構(gòu)，是模擬人體關(guān)節(jié)以實現(xiàn)運動、

完成抓取物體和行走的物理基礎(chǔ)。

包含語音識別與合成、自然語言處理和顯示屏、LED或觸摸屏，使人形

人機(jī)交互模塊機(jī)器人能夠與人類進(jìn)行有效的交互，借助物理或虛擬界面，使用戶能夠

直接與人形機(jī)器人互動。

負(fù)責(zé)監(jiān)測和控制機(jī)器人電池狀態(tài)和性能的模塊，為人形機(jī)器人運行提供

電池管理模塊動力支持，通常由電池管理系統(tǒng)（BMS）、電池充電器、電池電量監(jiān)測器

等組成。

使機(jī)器人能夠與其他設(shè)備、云服務(wù)或其他機(jī)器人進(jìn)行通信，包含無線模

通信模塊

塊（如Wi-Fi、藍(lán)牙）、有線接口（如以太網(wǎng)端口、USB端口）等。

是負(fù)責(zé)保證人形機(jī)器人在運行過程中不會對自身、人類或環(huán)境造成傷

安全模塊

害的模塊，具備緊急停止機(jī)制、故障監(jiān)測等功能。

資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）整理

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三、人形機(jī)器人的主要類別

根據(jù)人形機(jī)器人的形態(tài)，可以將其分為輪式人形機(jī)器人、足式人形機(jī)器人、全能型人形

機(jī)器人，各類型人形機(jī)器人產(chǎn)品介紹如下：

圖表2人形機(jī)器人按形態(tài)分類對比

類型介紹圖示

主要采用輪式驅(qū)動+協(xié)作機(jī)人手臂+

輪式人形機(jī)器人靈巧手方案，強(qiáng)調(diào)觸覺傳感器+靈巧

手的操作功能，同時兼?zhèn)湟苿幽芰Α?/p>

強(qiáng)調(diào)機(jī)器人的腿部運動能力，手部

足式人形機(jī)器人

基本只用作平衡。

具備雙足+雙臂+雙手+各類感知+人

全能型人形機(jī)器人工智能的功能，以全面的軟硬件基

礎(chǔ)，適應(yīng)開放環(huán)境中的多任務(wù)。

資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）整理

根據(jù)應(yīng)用場景，可以將人形機(jī)器人分為醫(yī)療型人形機(jī)器人、軍事型人形機(jī)器人、教育型

人形機(jī)器人、娛樂型人形機(jī)器人、服務(wù)型人形機(jī)器人、工業(yè)型人形機(jī)器人、通用型人形機(jī)器

人，各類型介紹如下：

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圖表3人形機(jī)器人按應(yīng)用場景分類對比

類型介紹代表產(chǎn)品

可以協(xié)助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)、診斷、康復(fù)、

醫(yī)療型人形機(jī)器人Robear等

護(hù)理等任務(wù)。

可作為教學(xué)輔助工具，提供互動式的

教育型人形機(jī)器人NAO、AlphaEbot等

學(xué)習(xí)和教育內(nèi)容。

可以與人類進(jìn)行互動，提供陪伴、娛

娛樂型人形機(jī)器人RoboThespian、CyberOne等

樂和放松的功能。

主要用于軍事領(lǐng)域，可以執(zhí)行偵察、

軍事型人形機(jī)器人FEDOR等

戰(zhàn)斗、救援等任務(wù)。

可以在酒店、餐廳、商場、家庭等場ASIMO、Busboy、WalkerX、

服務(wù)型人形機(jī)器人

所提供服務(wù)。達(dá)闥XR-1等

主要用于工業(yè)生產(chǎn)及物流領(lǐng)域，可用

工業(yè)型人形機(jī)器人Digit、遠(yuǎn)征A1等

于貨物搬運、生產(chǎn)制造等場景。

可用于工業(yè)、服務(wù)、教育、醫(yī)療等多FourierGR-1、Optimus、

通用型人形機(jī)器人

個領(lǐng)域。UnitreeH1等

資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）整理

人形機(jī)器人的驅(qū)動器是機(jī)器人運動的關(guān)鍵部件，它負(fù)責(zé)將其他能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使

機(jī)器人得以運動，根據(jù)驅(qū)動器動力來源的不同，可將人形機(jī)器人劃分為電機(jī)驅(qū)動型、液壓

驅(qū)動型、氣壓驅(qū)動型、形狀記憶金屬、混合驅(qū)動型等人形機(jī)器人。

圖表4人形機(jī)器人按驅(qū)動類型分類對比

類型介紹優(yōu)點缺點

功耗較高、需要較大的空

控制精度高、響應(yīng)速度快、可

通過電機(jī)來驅(qū)動機(jī)器人的間和重量限制，以及需要

電機(jī)驅(qū)動型靠性高，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的動

關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)或?qū)崿F(xiàn)其他運動。采取措施防止過熱和過載

作和運動。

等問題。

通過液體壓縮泵產(chǎn)生高壓輸出力矩大、動作速度快、穩(wěn)需要配套液壓系統(tǒng)和油路

液壓驅(qū)動型液體，高壓液體對輸出機(jī)構(gòu)定性高，能夠?qū)崿F(xiàn)高負(fù)載和等設(shè)施，相對比較復(fù)雜，

做功產(chǎn)生力。復(fù)雜動作。維護(hù)和保養(yǎng)也較為困難。

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利用氣動執(zhí)行元件將壓縮輸出力和穩(wěn)定性相對較

清潔、無污染，操作簡單，低

氣壓驅(qū)動型空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械低，無法實現(xiàn)高負(fù)載和復(fù)

成本，易于維護(hù)和保養(yǎng)。

能，驅(qū)動關(guān)節(jié)和肢體運動。雜動作。

具有形狀記憶效應(yīng)和偽彈

性特性，可以在加熱后發(fā)生形狀記憶合金成本較高，

不需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)和電

形狀記憶合金形狀變化，從而產(chǎn)生驅(qū)動對于人形機(jī)器人大規(guī)模生

源，具備結(jié)構(gòu)簡單、功重比

驅(qū)動型力。目前，人形機(jī)器人領(lǐng)域產(chǎn)和商業(yè)化應(yīng)用會增加成

大、輕量化、小型化等特點。

對形狀記憶合金驅(qū)動的研本壓力。

究主要集中在靈巧手部位。

結(jié)合不同的驅(qū)動方式和技結(jié)合不同驅(qū)動方式的優(yōu)點，

維護(hù)和保養(yǎng)成本高，需要

術(shù)，以實現(xiàn)更靈活、智能、以電機(jī)驅(qū)動和液壓驅(qū)動結(jié)合

關(guān)注不同驅(qū)動部分，且考

混合驅(qū)動型自適應(yīng)的運動和互動。目前為例，具有輸出力矩大、穩(wěn)定

慮到協(xié)同作業(yè)，控制系統(tǒng)

以電機(jī)驅(qū)動和液壓驅(qū)動結(jié)性高、控制精度高、可實現(xiàn)復(fù)

的設(shè)計和實現(xiàn)更為復(fù)雜。

合為主。雜運動和動作。

資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）整理

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第二節(jié)人形機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀分析

從15世紀(jì)達(dá)芬奇繪制出世界上第一份人形機(jī)器人手稿，到1973年早稻田大學(xué)研發(fā)出

的世界第一款人形機(jī)器人WABOT-1，再到特斯拉Optimus引發(fā)對人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化

的探索，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)從萌芽概念階段已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化落地前期。

圖表5人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段

階段時間介紹智能化水平

這一階段主要探索制造具有人類外形的機(jī)器人，人

萌芽概念

1960年以前形機(jī)器人概念主要基于科幻小說和電影中的想象，/

階段

并沒有實際的人形機(jī)器人產(chǎn)品出現(xiàn)。

這一期間，主要通過電機(jī)、舵機(jī)和傳動裝置等機(jī)械

早期發(fā)展

1961年-2000年部件實現(xiàn)人形機(jī)器人的基本動作和姿態(tài)，但功能相低

階段

對較為簡單，只能進(jìn)行簡單的動作和姿態(tài)模擬。

隨著傳感器、控制器和執(zhí)行器等技術(shù)的進(jìn)步，人形

機(jī)器人開始進(jìn)入系統(tǒng)高度集成階段。這一階段的機(jī)

高度集成器人可以實現(xiàn)更加復(fù)雜的動作和姿態(tài)，同時具備了

2001年-2015年較低

階段一定的感知和認(rèn)知能力。例如，可以通過傳感器感

知環(huán)境，通過控制器進(jìn)行決策和控制，通過執(zhí)行器

實現(xiàn)各種動作和姿態(tài)。

隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)步，人形機(jī)器人可以實現(xiàn)高

度動態(tài)和靈活的動作和姿態(tài)，同時具備了更好的環(huán)

高動態(tài)運

2016年-2023年境適應(yīng)性和智能性。例如，波士頓動力公司的Atlas中

動階段

人形機(jī)器人可以在復(fù)雜的環(huán)境中實現(xiàn)高動態(tài)的運

動控制，具備了自主導(dǎo)航、避障、目標(biāo)跟蹤等功能。

當(dāng)前人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)處于產(chǎn)業(yè)化落地前期，隨著相

產(chǎn)業(yè)化落關(guān)技術(shù)的發(fā)展與成熟，全球范圍內(nèi)的多家企業(yè)開始

2024年及以后較高

地階段加碼人形機(jī)器人，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將進(jìn)一步

加速。

資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）整理

人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，在本體結(jié)構(gòu)、智能感知、驅(qū)動控制等領(lǐng)域積累的豐富技術(shù)成

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果，技術(shù)推動從早期日本主導(dǎo)，演變?yōu)槿毡?、中國、歐美共同驅(qū)動行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新。同時，人

形機(jī)器人的研究領(lǐng)域不斷拓展，從早期實驗室的科研場景，向工業(yè)、服務(wù)、軍事等領(lǐng)域不斷

探索。

此外，隨著人工智能大模型的出現(xiàn)，為人形機(jī)器人環(huán)境感知、行為控制、人機(jī)交互能力

的增強(qiáng)提供了新路徑，使其能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境和任務(wù)，提高其自主性和交互性。

一、國外人形機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀分析

國外人形機(jī)器人研究起步較早，美、日、俄羅斯等國家持續(xù)推動人形機(jī)器人的發(fā)展，探

索人形機(jī)器人在軍事、醫(yī)療、教育、物流、倉儲、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，積極開展關(guān)鍵技術(shù)攻

關(guān)和新興技術(shù)賦能，在關(guān)節(jié)設(shè)計、動力驅(qū)動、感知和控制等關(guān)鍵方向取得了大量成果。同時，

在軟件系統(tǒng)層面，谷歌、微軟、英偉達(dá)等在人形機(jī)器人運動控制算法、AI大模型領(lǐng)域已形成

一定積累。

目前，國外人形機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善，波士頓動力、本田、特斯拉、FigureAI

等企業(yè)相繼推出了自身的人形機(jī)器人產(chǎn)品，但僅局限于特定空間、特定場景下的運作能力展

示，距離商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化仍有一定距離。同時，人形機(jī)器人有望成為具身智能最佳的載體之

一，隨著人工智能進(jìn)入高速發(fā)展階段，在人工智能賦能及驅(qū)動下，國外人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)

程開始提速。

圖表6國外部分企業(yè)人形機(jī)器人代表產(chǎn)品列舉

公司產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品介紹應(yīng)用場景

高1.72米(5英尺8英

自研執(zhí)行器和傳感器；相比第一代頸部新增兩

寸)，重57kg，負(fù)載工業(yè)制造、

個自由度驅(qū)動；步行速度上相比前一代提升

Optimus20kg(手臂附加5kg)，倉儲物流、

特斯拉30%；增加腳部力/扭矩傳感器；11個自由度靈

Gen-2行動速度最高可達(dá)8家庭服務(wù)等

巧手增加觸覺傳感器，抓取得到進(jìn)化；在保持性

公里/小時，全身自由領(lǐng)域

能的情況下，體重相比第一代減重10kg。

度約有52個。

高1.5米、重89kg，自采用電動+液壓混合驅(qū)動模式，具有高負(fù)載驅(qū)動

由度28個，膝關(guān)節(jié)扭特性；使用3D打印技術(shù)制作機(jī)器人的腿部，將

軍事、工業(yè)

波士頓動力Atlas矩高達(dá)890N·m，髖關(guān)伺服閥、執(zhí)行器、液壓管路完全嵌入到四肢機(jī)構(gòu)

制造等領(lǐng)域

節(jié)扭矩達(dá)840N·m，行件中；可在障礙環(huán)境內(nèi)做出跳躍、俯沖翻滾、空

走速度達(dá)2.5m/s。翻等一系列高難度全身動作。

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采用可充電鋰電池供電，續(xù)航能力達(dá)16小時；

高175cm，重小于

Agility新版Digit增加了頭部和機(jī)械手，安裝頭部可

Digit65kg，最多可承載倉儲物流

Robot以提供人機(jī)交互（HRI）焦點，手部呈小爪狀，

16kg。

可以在保持平衡的狀態(tài)下搬運和裝卸貨物。

高1.3米，重50kg，共可跑步、單腿跳躍、上下階梯、踢足球和開瓶倒

有57個自由度，單手茶倒水；具備人工智能AI功能，能夠理解人類

本田ASIMO服務(wù)領(lǐng)域

抓力0.5kg，跑步速度的語言、聲音和手勢，并根據(jù)指令做出相應(yīng)的動

為7km/s。作。

重49kg，高1.87m，身結(jié)合AI與AB(ArtificialBody)技術(shù)，底層系

Engineered

Ameca體共有52個模塊，支統(tǒng)是機(jī)器人操作系統(tǒng)Tritium和工程藝術(shù)系統(tǒng)娛樂領(lǐng)域

Arts

持51種關(guān)節(jié)運動。Mesmer。

高167cm，重30kg，

安保巡邏、

1X4km/h（步行）、12km/h

NEO產(chǎn)品輕量化，采用“無齒輪”設(shè)計理念。倉儲物流等

Technologies（跑步），承載20kg，

領(lǐng)域

續(xù)航能力2-4h。

Figure宣言“要做世界上第一個商業(yè)上可行的制造、運輸、

身高167cm，重60kg，

Figure通用人形機(jī)器人”，采用的的端到端（Endto物流倉儲、

FigureAI設(shè)計承載20kg，步速

01End）訓(xùn)練方式，具有穩(wěn)步行走、自主撿物品、家庭服務(wù)等

1.5m/s，續(xù)航5小時。

搬運物品和自主導(dǎo)航的能力。領(lǐng)域

資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）整理

二、中國人形機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國的人形機(jī)器人研究開始于20世紀(jì)90年代。前期，在國家“863”計劃、國家自然

科學(xué)基金，以及其他部門及地方的資助下，科研院所成為推動我國人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的關(guān)

鍵力量，期間國防科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、中國

科學(xué)院自動化所等多家科研院所，取得了豐碩的研究成果。后續(xù)，隨著優(yōu)必選、宇樹科技、

傅利葉智能、智元機(jī)器人等創(chuàng)業(yè)企業(yè)，小米、科大訊飛等科技大廠，小鵬等造車新勢力的入

局，我國人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了從“追趕式創(chuàng)新”到“開拓式創(chuàng)新”的跨越。

經(jīng)過多年發(fā)展，我國人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在基礎(chǔ)器件、新材料與新結(jié)構(gòu)、控制理論、識別算

法、智能理論等領(lǐng)域已取得重要進(jìn)展，研制出了輪式、足式等多種人形機(jī)器人樣機(jī)，場景覆

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蓋科研、物流、工業(yè)制造、教育、服務(wù)等多個場景，總體技術(shù)水平已基本達(dá)到了國際先進(jìn)水

平，但在關(guān)鍵基礎(chǔ)部件、操作系統(tǒng)、整機(jī)產(chǎn)品、AI大腦和產(chǎn)業(yè)生態(tài)等方面仍存在短板弱項。

現(xiàn)今，我國正加大人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)扶持力度，通過政策指引、政府扶持、企業(yè)及科研院所攻

堅的方式，以實現(xiàn)人形在重點領(lǐng)域的批量化創(chuàng)新性應(yīng)用，搶占人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)。

圖表7國內(nèi)部分企業(yè)人形機(jī)器人代表產(chǎn)品列舉

公司產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品介紹應(yīng)用場景

搭載高性能伺服關(guān)節(jié)以及多維力覺、

高1.3米，重63kg，

多目立體視覺、全向聽覺和慣性測距

41個高性能伺服驅(qū)動

等全方位的感知系統(tǒng)；全面升級視覺

優(yōu)必選WalkerX關(guān)節(jié)，行走速度服務(wù)領(lǐng)域

定位導(dǎo)航和手眼協(xié)調(diào)操作技術(shù)，自主

3km/h，全身負(fù)載

運動及決策能力大幅提高，實現(xiàn)平穩(wěn)

10kg,雙手負(fù)載3kg。

快速的行走和精準(zhǔn)安全的交互。

高1.65米，重55kg，GR-1采用了高度可擴(kuò)展的設(shè)計，可實

步行速度5km/h，44個現(xiàn)更多的AI模型與算法驗證；動作方

全身自由度，全身由面具備直腿行走快速行走、敏捷避障工業(yè)制造、服務(wù)

傅利葉智能GR-1

32個FSA關(guān)節(jié)構(gòu)成，穩(wěn)健上下坡,應(yīng)對沖擊干擾與人協(xié)同等領(lǐng)域

最大模組峰值扭矩完成動作等功能。

230N.m。

擁有穩(wěn)定的步態(tài)和高度靈活的動作能

高1.8米，重47kg，

力，能夠在復(fù)雜地形和環(huán)境中自主行

峰值扭矩密度

走和奔跑；360°深度感知，配有3D

Unitree189N.m/Kg，最大關(guān)節(jié)工業(yè)制造、服務(wù)

宇樹科技激光雷達(dá)+深度相機(jī)，實時獲取高精度

H1扭矩N.m，360行走速等領(lǐng)域

空間數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全景掃描；設(shè)計M107

度＞1.5m/s，潛在運

關(guān)節(jié)電機(jī)，運動靈活度、速度、負(fù)載

動潛能＞5m/s。

能力、續(xù)航得到提升。

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環(huán)境感知方面，自研的Mi-Sense深

度視覺模組+AI算法幫助CyberOne實

身高177cm，體重

現(xiàn)對真實世界的三維虛擬重建。情緒

52kg，具備21個自由娛樂、服務(wù)等領(lǐng)

小米CyberOne感知上，CyberOne搭載自研MiAI環(huán)

度，行走3.6km/h，最域

境語義識別引擎和MiAI語音情緒識

大負(fù)荷1.5kg。

別引，能夠?qū)崿F(xiàn)85種環(huán)境音識別和6

大類45種人類情緒識別。

身高170cm，體重自研了關(guān)節(jié)電機(jī)PowerFlow、靈巧手

55kg，步行速度SkillHand、反曲膝設(shè)計等關(guān)鍵零部

智元機(jī)器人遠(yuǎn)征A1工業(yè)制造等領(lǐng)域

7km/h，單臂最大負(fù)載件，以此提升具身智能機(jī)器人的能力、

5kg。同時降低成本。

超輕重量、高負(fù)載重量比的機(jī)械臂、

單臂最大負(fù)載（3kg）

11自由度的靈巧手，使其能夠完成類

/機(jī)械臂自重（5Kg自

似于人類的柔順抓取操作、搬運操作，工業(yè)制造、服務(wù)

鵬行智能PX5重），負(fù)載自重比超

即使面對面巾紙、柔性小球等物品，等領(lǐng)域

0.6，最大末端線速度

機(jī)器人靈巧的雙手都能夠很好地應(yīng)對

1m/s。

和處理。

是國內(nèi)首款可跳躍、可適應(yīng)多地形行

體重45KG，全身自由走的開源鴻蒙人形機(jī)器人；現(xiàn)階段機(jī)第一階段教育科

度26個，步速最高可器人已經(jīng)能夠成功實現(xiàn)任務(wù)作業(yè)、規(guī)研，第二階段特

夸父

樂聚機(jī)器人達(dá)4.6公里/小時，快劃導(dǎo)航等功能；借助其強(qiáng)大的運動控種、工廠、醫(yī)療，

（KUAVO）

速連續(xù)跳躍高度超過制性能，機(jī)器人還可以完成復(fù)雜地形第三階段進(jìn)入家

20cm。自主行走、持續(xù)連續(xù)跳躍等系列高難庭等民生領(lǐng)域

度運動。

資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）整理

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第二章人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展分析

人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈主要由上游零部件、中游人形機(jī)器人本體及下游終端應(yīng)用等環(huán)節(jié)組成。

目前，由于人形機(jī)器人尚未在下游終端應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化商業(yè)落地，且部分核心零部件在

人形機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用尚未得到充分驗證。因此，我國人形機(jī)器人供應(yīng)鏈仍處于持續(xù)構(gòu)建中，

隨著人形機(jī)器人創(chuàng)新體系的逐步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)的持續(xù)突破，

我國將有望逐步形成高效可靠的人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈體系。

圖表8人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）整理

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第一節(jié)人形機(jī)器人上游核心零部件分析

人形機(jī)器人的上游包括減速器、電機(jī)、絲杠、控制器、傳感器等硬件部分，以及軟件系

統(tǒng)部分。在整條產(chǎn)業(yè)鏈中，從長期來看，最具價值的部分在于軟件部分，即能夠自研或掌握

運動控制、人工智能算法等核心技術(shù)者，將掌控人形機(jī)器人的中樞與大腦，某種程度上將有

望在技術(shù)層面主導(dǎo)人形機(jī)器人的發(fā)展方向和發(fā)展節(jié)奏；從當(dāng)下看，價值占比高、增量空間大

的主要是傳感器、減速器、電機(jī)、絲杠等核心零部件。

圖表9人形機(jī)器人主要原材料和零部件介紹

模塊介紹

零部件包括機(jī)器人的關(guān)節(jié)、軸承、齒輪等，它們的設(shè)計和制造決定了機(jī)器人的機(jī)械性

機(jī)械結(jié)構(gòu)零部件

能和運動精度。

電機(jī)是人形機(jī)器人中最常用的驅(qū)動器件之一，人形機(jī)器人通常采用高性能、高精度和

電機(jī)高響應(yīng)速度的電機(jī)來驅(qū)動關(guān)節(jié)和執(zhí)行器。人形機(jī)器人常用的電機(jī)類型包括永磁同步電

機(jī)、永磁直流電機(jī)、無刷直流電機(jī)、空心杯電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和無框力矩電機(jī)。

人形機(jī)器人需要傳感器來感知周圍的環(huán)境和物體。常用的傳感器有視覺傳感器、力傳

傳感器感器、慣性傳感器、溫度傳感器等。傳感器的種類和性能影響著機(jī)器人的感知能力和

精度。

控制器是人形機(jī)器人的大腦，負(fù)責(zé)機(jī)器人的運動控制和行為決策。包括計算機(jī)、控制

控制器

芯片和通信模塊等，通常由本體集成廠商自主研發(fā)。

電池是為機(jī)器人提供電能的關(guān)鍵部件，不同類型的電池，例如鎳氫電池、鋰電池和鈦

電池酸鋰電池，具有不同的性能和安全性能，直接影響機(jī)器人的續(xù)航能力和使用壽命，市

面上人形機(jī)器人產(chǎn)品多數(shù)使用動力鋰電池方案。

減速器是機(jī)器人中用于降低電機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置，能夠提高機(jī)器人關(guān)節(jié)的扭矩輸出和運動

減速器

精度。人形機(jī)器人主要使用諧波減速器和行星減速器，少數(shù)部位會用RV減速器。

用于控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)的裝置，不同類型的驅(qū)動器有著不同的性能和應(yīng)用范圍，例如普通

驅(qū)動器、步進(jìn)驅(qū)動器、伺服驅(qū)動器等等。人形機(jī)器人的驅(qū)動器必須做到體積小、重量

驅(qū)動器

輕、軸向尺寸短、高功率密度、高能量利用效率、精度可控、耐沖擊性等特性，結(jié)合

機(jī)器人整機(jī)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化，才能保證其關(guān)節(jié)動作的高效執(zhí)行。

人形機(jī)器人需要使用大量的金屬材料，例如鋁合金、鋼、銅等。金屬材料的特點是硬

金屬材料

度高、強(qiáng)度大、導(dǎo)電性好等，適合用于機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和關(guān)節(jié)部件。

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塑料材料是人形機(jī)器人中廣泛應(yīng)用的一種原材料，包括ABS、PVC、PE等等。塑料材

塑料材料

料的特點是重量輕、絕緣性好、可塑性高等，適合用于機(jī)器人的外殼和零部件。

PEEK材料是全球性能居前的熱塑性材料之一，屬于特種高分子材料，具有非常好的耐

PEEK材料熱、耐磨、耐輻射等優(yōu)異性能，主要用于替代金屬材料，在“以塑代鋼”“輕量化”

的大背景下，PEEK以其優(yōu)異的性能在中高端領(lǐng)域逐步替換金屬材料的使用。

資料來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）

當(dāng)前，人形機(jī)器人領(lǐng)域核心零部件國產(chǎn)化空間較大，且核心零部件的攻克是人形機(jī)器人

量產(chǎn)化的先決條件，零部件的國產(chǎn)化將為人形機(jī)器人在性能、成本、可靠性、安全性和技術(shù)

創(chuàng)新等方面提供更多的可能性，助力人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

圖表10人形機(jī)器人零部件應(yīng)用示意圖

資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）整理

一、核心零部件

1、減速器

減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪-蝸桿傳動所組成的獨

立部件，常用作原動機(jī)與工作機(jī)之間的減速傳動裝置。在原動機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起

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匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。絕大部分電機(jī)負(fù)載大、轉(zhuǎn)速高，不適宜用原動機(jī)直接驅(qū)動，而

減速器能夠?qū)㈦妱訖C(jī)、內(nèi)燃機(jī)或其他高速運轉(zhuǎn)的動力通過輸入軸上齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸

上的大齒輪來達(dá)到減速目的。

在人形機(jī)器人領(lǐng)域，減速器與電機(jī)、傳感器、驅(qū)動器等構(gòu)成關(guān)節(jié)執(zhí)行器，當(dāng)前RV減速

器、諧波減速器、行星減速器在人形機(jī)器人領(lǐng)域具有一定的適配性，各減速器對比情況如下：

圖表11人形機(jī)器人領(lǐng)域減速器對比

維度RV減速器諧波減速器行星減速器

圖示

通過柔輪的彈性變形傳遞運

通過多級減速實現(xiàn)傳動，一行星齒輪結(jié)構(gòu)減速機(jī)通

動，主要由柔輪、剛輪波發(fā)生

般由行星齒輪齒輪減速器常由多級行星輪組成，由

器三個核心零部件組成。與

技術(shù)特點的前級和擺線針輪減速器齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出

RV及其他精密減速器相比，

的后級組成，組成的零部件軸上的大齒輪來達(dá)到減

諧波減速器使用的材料、體積

較多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。速的目的。

及重量大幅度下降。

偏心輪驅(qū)動擺線針齒輪進(jìn)

波發(fā)生器產(chǎn)生諧波運動，驅(qū)動行星輪在太陽輪的驅(qū)動

工作原理行旋轉(zhuǎn)，通過擺線針齒輪的

柔性鉸鏈輪實現(xiàn)減速輸出。下轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)減速輸出。

連續(xù)嚙合實現(xiàn)減速。

功率密度相對較低高相對較低

傳動效率可達(dá)95%以上可達(dá)90%以上可達(dá)80%以上

傳動精度較高高較高

輸出扭矩大中小

可靠性較高相對較低較高

成本高較高低

人形機(jī)器人腰部、髖關(guān)節(jié)等肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)機(jī)、腕關(guān)節(jié)、手部、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)

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使用部位腰部、頸部等等

資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）整理

當(dāng)前，我國精密減速器行業(yè)已出現(xiàn)綠的諧波、來福諧波、同川精密、大族精密、環(huán)動科

技、中大力德等企業(yè)，很大程度上推動了精密減速器的國產(chǎn)化進(jìn)程。

在諧波減速器方面，國產(chǎn)諧波減速器替代相對明顯，我國自主生產(chǎn)的諧波減速器在性能

與可靠性方面已初步達(dá)到國際主流水平。

在RV減速器方面，由于RV減速器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)工藝較諧波減速器復(fù)雜，核心技術(shù)仍

未完全掌握，盡管部分企業(yè)已具備一定的RV減速器批量生產(chǎn)能力，但行業(yè)整體與國外先進(jìn)

水平仍有差距。

在行星減速器方面，目前市場主要參與者為外資廠商、合資廠商與國產(chǎn)廠商，其中國產(chǎn)

廠商更多聚焦于中低端應(yīng)用領(lǐng)域，在高端精密行星減速器領(lǐng)域外資廠商依然占據(jù)主要市場份

額。主要代表廠商有賽威傳動（德國）、紐卡特（德國）、威騰斯坦（德國）、新寶（日本）、

紐格爾智能（中國）、羅斯特（中國）、中大力德（中國）、紐仕達(dá)特（中國）、科峰智能

（中國）等。

2、電機(jī)

電機(jī)（俗稱“馬達(dá)”）是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置，主

要作用是產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機(jī)械的動力源。關(guān)節(jié)電機(jī)為人形機(jī)器人各種動作

和姿態(tài)的實現(xiàn)提供動力，具備減速、傳動、提升扭矩等功能，作為機(jī)器人的核心硬件，是機(jī)

器人運動的“心臟”。

人形機(jī)器人的自由度決定電機(jī)需求的數(shù)量，機(jī)器人靈活性越高，所需的電機(jī)數(shù)量越多。

人形機(jī)器人電機(jī)有三個關(guān)鍵點：高效率、高動態(tài)和高功率密度。

n高效率：低能耗和低摩擦損失很重要，因為機(jī)器人通常由電池供電，能經(jīng)受得起苛

刻的運行條件，可進(jìn)行十分頻繁的正反向和加減速運行，并能在短時間內(nèi)承受過載。

n高動態(tài)：整個驅(qū)動器（電機(jī)、機(jī)構(gòu)、接線、傳感器和控制器）的慣性應(yīng)盡可能低，

電動機(jī)從獲得指令信號到完成指令所要求的工作狀態(tài)的時間應(yīng)短。

n高功率密度：機(jī)器人應(yīng)用需要高速、高扭矩電機(jī)，這些電機(jī)還需要小巧，緊湊，輕

巧。

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圖表12機(jī)器人電機(jī)側(cè)重三點：高效率、高動態(tài)和高功率密度

資料來源：Maxon官網(wǎng)、高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）

人形機(jī)器人中常見的電機(jī)類型包括步進(jìn)電機(jī)（StepperMotor）、無框力矩電機(jī)、永磁

同步電機(jī)（PMSM）、空心杯電機(jī)（CorelessMotor）等。這些電機(jī)類型各有特點，適用于不

同的應(yīng)用場景。例如，無框力矩電機(jī)和PMSM電機(jī)具有高效、高扭矩密度和長壽命等特點，

因此在需要高性能和精確控制的人形機(jī)器人中得到了廣泛應(yīng)用?？招谋姍C(jī)是一種直流永磁

的伺服控制電機(jī)，主要應(yīng)用于末端靈巧手。此外，步進(jìn)電機(jī)在人形機(jī)器人眼睛、手腕關(guān)節(jié)等

位置也具有一定的適配性。

圖表13人形機(jī)器人主要應(yīng)用電機(jī)類型對比

性能步進(jìn)電機(jī)無框力矩電機(jī)永磁同步電機(jī)空心杯電機(jī)

圖示

取決于相數(shù)和拍數(shù)，兩取決于電機(jī)結(jié)構(gòu)和編碼取決于編碼器，高高性能的空心杯

相混合式步進(jìn)電機(jī)的步器，高精度的無框力矩電性能的永磁同步電電機(jī)能達(dá)到

控制精度

距角一般為1.8°、機(jī)控制精度可以達(dá)到機(jī)能達(dá)到0.1°甚0.1°甚至更高精

0.9°。0.1°甚至更高精度。至更高精度。度。

低頻特性低速時易出現(xiàn)低頻振動扭矩產(chǎn)生相對平滑，無顯具有良好的低頻特具有良好的低頻

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現(xiàn)象著的扭矩脈動性特性

輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而具有較高的轉(zhuǎn)矩密

具有高扭矩輸出，且隨著具有較高的功率

下降，低速時轉(zhuǎn)矩較高，度，使其在高速運

矩頻特性頻率增加，扭矩性能逐漸密度，溫升低，效

高速時轉(zhuǎn)矩會急劇下行時仍然能夠輸出

減小。率高。

降。較大的扭矩。

具有較強(qiáng)的過載能具有較強(qiáng)的過載

過載能